JP2022182239A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

To provide a power conversion device capable of suppressing current detection error generated from a difference in frequency component of an acquired current by correcting the current value using the duty ratio.SOLUTION: The power conversion device includes: a power conversion circuit 100 having semiconductor switching elements 17a-17d; a current transformer 11 for converting an input current from the power conversion circuit 100 into a voltage to detect the same; a smoothing circuit for smoothing the output of the secondary side of the current transformer 11; and a control unit 200 configured to control the signals for driving semiconductor switching elements 17a-17d using the output voltage from the smoothing circuit as the input. The control unit 200 is configured to correct the output voltage from the smoothing circuit using the duty ratio of the drive signals of the semiconductor switching elements 17a-17d.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願は、電力変換装置に関するものである。 The present application relates to a power converter.

ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）あるいは電気自動車（ＥＶ）等に搭載される電力変換装置には小型化・低コスト化が求められる。
入力電力に基づいて出力電力を制御する車載電力変換装置においては、小型・低コスト化を目的として電流検出のためにカレントトランス（ＣＴ）が用いられる。カレントトランスの使用においては、検出される電流値が実際の電流値と乖離する場合がある。そこで、例えば、下記特許文献１には、カレントトランスを使用した電流検出回路において、検出電流による誤差を電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）で修正する技術が開示されている。 Power converters installed in hybrid electric vehicles (HEV), electric vehicles (EV), etc. are required to be downsized and low in cost.
A current transformer (CT) is used for current detection in an on-vehicle power converter that controls output power based on input power for the purpose of miniaturization and cost reduction. When using a current transformer, the detected current value may deviate from the actual current value. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses a technique for correcting an error due to a detected current by using a field effect transistor (FET) in a current detection circuit using a current transformer.

特開２０１４－１１９３５４号公報JP 2014-119354 A

カレントトランスを介して電圧変換された電流値を読み取るために、通常、例えばマイクロコンピューターに組み合わされる高速ＡＤ変換器の使用を避けるため、カレントトランスの後段にフィルタ抵抗およびフィルタコンデンサで構成された平滑回路を設け、この平滑回路で平滑化された電圧をマイクロコンピューターで読み取る。しかしながら、上記技術は、この平滑フィルタにより抽出される周波数成分の違いから発生する電流検出誤差は考慮出来ておらず、誤差は依然として発生する。例えば、デューティー比が狭小の時、全体的な入力電流の高周波成分が増加し、ＡＤ変換を目的とした平滑回路によるフィルタ処理後の検出電圧値が減少する傾向にあった。 A smoothing circuit consisting of a filter resistor and a filter capacitor after the current transformer in order to avoid using a high-speed AD converter that is usually combined with a microcomputer to read the current value converted to voltage via the current transformer. is provided, and the voltage smoothed by this smoothing circuit is read by a microcomputer. However, the above technique cannot consider current detection errors caused by differences in frequency components extracted by this smoothing filter, and errors still occur. For example, when the duty ratio is narrow, the overall high frequency component of the input current tends to increase, and the detected voltage value after filtering by a smoothing circuit intended for AD conversion tends to decrease.

本願は上記のような問題点を解決するためのものであり、電力変換回路の半導体スィッチング素子を駆動する駆動信号のデューティー比により電流値を補正することで、取得する電流の周波数成分の違いから発生する検出誤差を抑制する電力変換装置を得ることを目的とする。 The present application is intended to solve the above problems. By correcting the current value according to the duty ratio of the drive signal that drives the semiconductor switching element of the power conversion circuit, the difference in the frequency component of the current obtained An object of the present invention is to obtain a power converter that suppresses detection errors that occur.

本願に開示される電力変換装置は、半導体スイッチング素子を有した電力変換回路と、電力変換回路の入力電流を電圧に変換して検出するためのカレントトランスと、カレントトランスの二次側の出力を平滑する平滑回路と、平滑回路の出力電圧を入力として半導体スイッチング素子を駆動する信号を制御する制御部を有する電力変換装置において、制御部は半導体スイッチング素子の駆動信号のデューティー比により平滑回路の出力電圧を補正する。 The power conversion device disclosed in the present application includes a power conversion circuit having a semiconductor switching element, a current transformer for converting an input current of the power conversion circuit into a voltage for detection, and an output on the secondary side of the current transformer. In a power conversion device having a smoothing circuit for smoothing and a control section for controlling a signal for driving a semiconductor switching element by inputting the output voltage of the smoothing circuit, the control section controls the output of the smoothing circuit according to the duty ratio of the drive signal for the semiconductor switching element. Correct the voltage.

本願の電力変換装置によれば、正確な電流値を検出可能な電力変換装置を実現できる。 According to the power conversion device of the present application, it is possible to realize a power conversion device capable of detecting an accurate current value.

実施の形態１に係る電力変換装置の回路構成を示す図である。1 is a diagram showing a circuit configuration of a power converter according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１に係る電力変換装置における入力電流の周波数スペクトル例を示す図である。4 is a diagram showing an example of frequency spectrum of input current in the power converter according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る電力変換装置における入力電流と平滑回路の出力電圧との相関関係を示す図である。4 is a diagram showing the correlation between the input current and the output voltage of the smoothing circuit in the power converter according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態に係る電力変換装置における制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the control part in the power converter device which concerns on embodiment.

実施の形態１．
以下、実施の形態１について説明する。
図１は、実施の形態１による電力変換装置１の一例を示すブロック図である。図１に示すように、カレントトランス１１、リセット抵抗１２、分圧抵抗１３、ダイオード１４、フィルタ抵抗１５、フィルタコンデンサ１６を有し、更に、カレントトランス１１の後段に接続された半導体スイッチング素子１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄと、トランス１８と、ダイオード１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄと、平滑リアクトル２０とで構成される電力変換回路１００を備えている。電力変換回路１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成しており、半導体スイッチング素子１７ａ～１７ｄのそれぞれには制御ドライバ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが接続されている。電力変換装置１の入力側にはセンサ回路３００が接続され、その出力側にはセンサ回路４００が接続されている。 Embodiment 1.
Embodiment 1 will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a power conversion device 1 according to Embodiment 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 1, it has a current transformer 11, a reset resistor 12, a voltage dividing resistor 13, a diode 14, a filter resistor 15, and a filter capacitor 16. Further, a semiconductor switching element 17a connected to the subsequent stage of the current transformer 11, 17 b, 17 c, 17 d, a transformer 18 , diodes 19 a, 19 b, 19 c, 19 d, and a smoothing reactor 20 . The power conversion circuit 100 constitutes a DC/DC converter, and control drivers 101a, 101b, 101c, and 101d are connected to the semiconductor switching elements 17a to 17d, respectively. A sensor circuit 300 is connected to the input side of the power converter 1, and a sensor circuit 400 is connected to the output side thereof.

制御ドライバ１０１ａ～１０１ｄは第１の制御部２００ａから出力された駆動信号Ｄｒａ、Ｄｒｂ、Ｄｒｃ、Ｄｒｄを受け、半導体スイッチング素子１７ａ～１７ｄを駆動する。半導体スイッチング素子１７ａ～１７ｄは、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）あるいはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の自己消弧型半導体、ワイドバンドギャップ半導体でもよい。 The control drivers 101a-101d receive drive signals Dra, Drb, Drc, and Drd output from the first control section 200a, and drive the semiconductor switching elements 17a-17d. The semiconductor switching elements 17a to 17d may be self arc-extinguishing semiconductors such as MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), or wide bandgap semiconductors.

制御部２００は、第１の制御部２００ａと第２の制御部２００ｂとに分離されており、第２の制御部２００ｂには記憶部２００ｃを有している。
一般的に、第１の制御部２００ａは、低コスト化のために、汎用ＩＣにて構成される。汎用ＩＣでは、例えば、出力側のセンサ回路４００により得た出力電圧値Ｖｏｕｔを、第２の制御部２００ｂからの出力電圧指令値Ｖ＊に近づけるように半導体スイッチング素子１７ａ～１７ｄの駆動信号Ｄｒａ～Ｄｒｄのデューティー比を制御する。 The control unit 200 is separated into a first control unit 200a and a second control unit 200b, and the second control unit 200b has a storage unit 200c.
In general, the first control unit 200a is configured with a general-purpose IC for cost reduction. In the general-purpose IC, for example, the drive signals Dra to 17d for the semiconductor switching elements 17a to 17d are applied so that the output voltage value Vout obtained by the sensor circuit 400 on the output side approaches the output voltage command value V * from the second control unit 200b. Controls the duty ratio of Drd.

第１の制御部２００ａによるＰＷＭ制御により、半導体スイッチング素子１７ａ～１７ｄを駆動する。第１の制御部２００ａは駆動信号Ｄｒａ～Ｄｒｄを生成する。駆動信号Ｄｒａ～Ｄｒｄは、制御ドライバ１０１ａ～１０１ｄを介して半導体スイッチング素子のゲートに接続されている。また、第２の制御部２００ｂは、例えば、入出力電圧の過電圧検知のために、センサ回路３００で検出された入力電圧値Ｖｉｎおよびセンサ回路４００で検出された出力電圧値Ｖｏｕｔもモニタする。第２の制御部２００ｂは、例えばマイクロコンピューターである。 The semiconductor switching elements 17a to 17d are driven by PWM control by the first control section 200a. The first controller 200a generates drive signals Dra to Drd. The drive signals Dra-Drd are connected to the gates of the semiconductor switching elements via control drivers 101a-101d. The second control unit 200b also monitors the input voltage value Vin detected by the sensor circuit 300 and the output voltage value Vout detected by the sensor circuit 400, for example, for overvoltage detection of the input/output voltage. The second controller 200b is, for example, a microcomputer.

カレントトランス１１の電流は、分圧抵抗１３を介して電圧に変換され、フィルタ抵抗１５及びフィルタコンデンサ１６のフィルタ素子で構成された平滑回路を介して平滑化され、第２の制御部２００ｂに入力される。平滑回路によるフィルタ処理で平滑されることにより、第２の制御部２００ｂは、高速のＡＤ変換器が必要なく、低コスト化できる。第２の制御部２００ｂは、フィルタ抵抗１５及びフィルタコンデンサ１６を介して出力された電圧を、カレントトランス１１の電流値に変換し、電力変換装置１の外部へ出力する。 The current of the current transformer 11 is converted into a voltage through a voltage dividing resistor 13, smoothed through a smoothing circuit composed of filter elements such as a filter resistor 15 and a filter capacitor 16, and input to the second control unit 200b. be done. Smoothing by the filter processing by the smoothing circuit eliminates the need for a high-speed AD converter for the second control unit 200b, thereby reducing the cost. The second control unit 200 b converts the voltage output through the filter resistor 15 and the filter capacitor 16 into a current value of the current transformer 11 and outputs the current value to the outside of the power converter 1 .

第２の制御部２００ｂは、平滑化された出力電圧を、カレントトランス１１の電流値に変換する際に補正をするための係数を記憶する記憶部２００ｃを具備している。 The second control unit 200b includes a storage unit 200c that stores coefficients for correction when converting the smoothed output voltage into the current value of the current transformer 11. FIG.

以下では、半導体スイッチング素子１７ａ～１７ｄの駆動信号Ｄｒａ～Ｄｒｄのデューティー比に対しての検出電流の補正の仕方について説明する。第２の制御部２００ｂで検出されたデューティー比が予め定められたデューティー比よりも狭小の時、検出された入力電流に対して増加させる補正を行う。デューティー比が狭小の時、入力電流は高周波成分を多く持つことになる。しかしながら、平滑回路を構成するフィルタ抵抗１５およびフィルタコンデンサ１６を介してＡＤ変換された検出入力電流値は高周波成分がカットされる（図２参照）。デューティー比狭小時、高周波の電流成分が支配的である。 A method of correcting the detected current with respect to the duty ratio of the drive signals Dra to Drd for the semiconductor switching elements 17a to 17d will be described below. When the duty ratio detected by the second controller 200b is narrower than a predetermined duty ratio, the detected input current is corrected to increase. When the duty ratio is narrow, the input current will have many high frequency components. However, the detected input current value AD-converted through the filter resistor 15 and the filter capacitor 16 that constitute the smoothing circuit has its high-frequency components cut (see FIG. 2). When the duty ratio is narrow, the high-frequency current component is dominant.

検出入力電流値は、カットオフ周波数ｆｃ以下におけるスペクトルの２乗和に等しいため、検出入力電流値としては真の入力電流よりも小さい値として出力される。そこで、前述の補正により、フィルタ抵抗１５およびフィルタコンデンサ１６を介して平滑された入力電流の高周波成分を補うことで、デューティー比が狭小の時に入力電流が減少傾向に検出された問題を解決できる。 Since the detected input current value is equal to the sum of the squares of the spectrum below the cutoff frequency fc, the detected input current value is output as a value smaller than the true input current. Therefore, by compensating for the high-frequency component of the input current smoothed through the filter resistor 15 and the filter capacitor 16 by the correction described above, the problem that the input current tends to decrease when the duty ratio is narrow can be solved.

以下では、現在のデューティー比と最大デューティー比の比率を使用した検出電流の補正について説明する。入力電流値によってデューティー比が変動する一方で、入力電流の周波数成分量は、入力電流の実効値に比例するため、フィルタ抵抗１５とフィルタコンデンサ１６により削減される電流成分量はデューティー比に依存せずに一定である（図３参照）。従って、デューティー比が最大の場合との比にて補正する。 Correction of the sensed current using the ratio of the current duty ratio and the maximum duty ratio is described below. While the duty ratio varies depending on the input current value, the amount of frequency components of the input current is proportional to the effective value of the input current. constant (see FIG. 3). Therefore, it is corrected by the ratio to the case where the duty ratio is maximum.

具体的には、デューティー比を最小値から最大値まで変動させた際の真の入力電流とフィルタ抵抗１５及びフィルタコンデンサ１６からなる平滑回路の出力電圧とを予め取得し、真の入力電流と前述の平滑回路の出力電圧の相関を記憶部２００ｃに記憶する。下記の式（１）に基づき、前述した方法で取得した現在のデューティー比と最大デューティー比の比率をゲインとし、平滑回路の出力電圧に本ゲインを乗算することで入力電流の検出値を補正する。
Ｖ＿ｆｌａｔ＿ｒｅａｌ＝Ｖ＿ｆｌａｔ×（ｄｕｔｙ＿ｌａｒｇｅ／ｄｕｔｙ）・・・・・（１）
上記の式（１）において、Ｖ＿ｆｌａｔ＿ｒｅａｌは真の入力電流の平滑回路の出力電圧を、Ｖ＿ｆｌａｔはデューティー比が狭小の時の平滑回路の出力電圧を、ｄｕｔｙは現在のデューティー比を、ｄｕｔｙ＿ｌａｒｇｅは最大デューティー比を示す。 Specifically, the true input current and the output voltage of the smoothing circuit composed of the filter resistor 15 and the filter capacitor 16 are acquired in advance when the duty ratio is varied from the minimum value to the maximum value, and the true input current and the above-mentioned are stored in the storage unit 200c. Based on the following formula (1), the ratio of the current duty ratio and the maximum duty ratio obtained by the method described above is used as the gain, and the output voltage of the smoothing circuit is multiplied by this gain to correct the detected value of the input current. .
V_flat_real=V_flat×(duty_large/duty) (1)
In the above equation (1), V_flat_real is the output voltage of the smoothing circuit for the true input current, V_flat is the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is narrow, duty is the current duty ratio, and duty_large is the maximum duty. Show the ratio.

以下に第２の制御部２００ｂにおけるデューティー比を測定する方法を述べる。第２の制御部２００ｂは検出された入力電圧値Ｖｉｎおよび出力電圧値Ｖｏｕｔを基に、下記の式（２）により駆動信号Ｄｒａ～Ｄｒｄのデューティー比を測定する。式（２）において、ｄｕｔｙは駆動信号Ｄｒａ～Ｄｒｄのデューティー比を、Ｖｉｎは入力電圧値を、Ｖｏｕｔは出力電圧値を示す。
ｄｕｔｙ＝１－（Ｖｉｎ／Ｖｏｕｔ）・・・・・（２）
第２の制御部２００ｂにおいて上記のようにデューティー比を測定することで、既存の検出用の回路を流用することで、デューティー比を算出するための追加部品の必要が無く、デューティー比を測定できる。 A method for measuring the duty ratio in the second control section 200b will be described below. Based on the detected input voltage value Vin and output voltage value Vout, the second control unit 200b measures the duty ratios of the drive signals Dra to Drd by the following equation (2). In equation (2), duty indicates the duty ratio of the drive signals Dra to Drd, Vin indicates the input voltage value, and Vout indicates the output voltage value.
duty=1-(Vin/Vout) (2)
By measuring the duty ratio in the second control unit 200b as described above, the duty ratio can be measured without the need for additional parts for calculating the duty ratio by using the existing detection circuit. .

なお、本実施の形態では、デューティー比が広大な場合の時の真の入力電流と平滑回路の出力電圧との相関を基準としたが、デューティー比が狭小な場合の時の真の入力電流と平滑回路の出力電圧との相関を基準とし、検出されたデューティー比が広大な時に検出された入力電流に対して減少させる補正をかけてもよい。 In the present embodiment, the reference is the correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is wide. The correlation with the output voltage of the smoothing circuit may be used as a reference, and correction may be applied to decrease the detected input current when the detected duty ratio is wide.

本実施の形態における第１の制御部２００ａ、第２の制御部２００ｂ及び記憶部２００ｃを１つの制御部としてもよい。一般的に、デューティー比は、入出力電圧を使用した式（２）により算出されるのに加えて、回路部の電圧降下等により、出力電流が増加するに従い、大きくなる。そこで、第１の制御部２００ａ、第２の制御部２００ｂ及び記憶部２００ｃを１つの制御部とすれば、制御部２００において実際のデューティー比を知ることができるため、より精度の高い電流値の補正が可能となる。 The first control unit 200a, the second control unit 200b, and the storage unit 200c in the present embodiment may be combined into one control unit. In general, the duty ratio is calculated by Equation (2) using the input and output voltages, and increases as the output current increases due to voltage drop in the circuit section and the like. Therefore, if the first control unit 200a, the second control unit 200b, and the storage unit 200c are combined into one control unit, the actual duty ratio can be known in the control unit 200, so that the current value can be determined with higher accuracy. Correction is possible.

即ち、制御部２００は、デューティー比を最小値から最大値まで変動させた際の真の入力電流と平滑回路の出力電圧とを予め取得し、真の入力電流と平滑回路の出力電圧の相関を記憶する記憶部２００ｃを有し、デューティー比が最大の場合に対する現在のデューティー比の比率をゲインとし、平滑回路の出力電圧に前記ゲインを乗算することで入力電流の検出値を補正する。 That is, the control unit 200 acquires in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from the minimum value to the maximum value, and calculates the correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit. A ratio of the current duty ratio to the maximum duty ratio is used as a gain, and the output voltage of the smoothing circuit is multiplied by the gain to correct the detected value of the input current.

また、制御部２００は、デューティー比を最小値から最大値まで変動させた際の真の入力電流と平滑回路の出力電圧とを予め取得し、真の入力電流と平滑回路の出力電圧の相関を記憶する記憶部２００ｃを有し、デューティー比が最小の場合に対する現在のデューティー比の比率をゲインとし、平滑回路の出力電圧にゲインを乗算することで前記入力電流の検出値を補正する。 Further, the control unit 200 acquires in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from the minimum value to the maximum value, and calculates the correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit. A ratio of the current duty ratio to the minimum duty ratio is used as a gain, and the output voltage of the smoothing circuit is multiplied by the gain to correct the detected value of the input current.

なお、実施の形態１では、電力変換回路１００としてフルブリッジＤＣ／ＤＣコンバータの例を示したが、この回路構成に限定するものではなく、ＡＤ変換に平滑回路を用いている構成であれば、ＬＬＣ方式又はハーフブリッジ型のＤＣ／ＤＣコンバータ等でもよい。 In Embodiment 1, an example of a full-bridge DC/DC converter is shown as the power conversion circuit 100. However, the circuit configuration is not limited to this. An LLC type or half-bridge type DC/DC converter or the like may be used.

なお、制御部２００は、ハードウェアの一例を図４に示すように、プロセッサ２０１と記憶装置２０２から構成される。記憶装置２０２は、例えば、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ２０１は、記憶装置２０２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ２０１にプログラムが入力される。また、プロセッサ２０１は、演算結果等のデータを記憶装置２０２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。 The control unit 200 is composed of a processor 201 and a storage device 202, as shown in FIG. 4 as an example of hardware. The storage device 202 includes, for example, volatile storage such as random access memory and non-volatile secondary storage such as flash memory. Also, an auxiliary storage device such as a hard disk may be provided instead of the flash memory. Processor 201 executes a program input from storage device 202 . In this case, the program is input from the auxiliary storage device to the processor 201 via the volatile storage device. Further, the processor 201 may output data such as calculation results to the volatile storage device of the storage device 202, or may store the data in an auxiliary storage device via the volatile storage device.

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。 Although the present application has described exemplary embodiments, the various features, aspects, and functions described in the embodiments are not limited to application of particular embodiments, alone or Various combinations are applicable to the embodiments.
Accordingly, numerous variations not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed herein. For example, the modification, addition, or omission of at least one component shall be included.

１ 電力変換装置、１１ カレントトランス、１５ フィルタ抵抗、１６ フィルタコンデンサ、１７ａ～１７ｄ 半導体スイッチング素子、１００ 電力変換回路、２００ 制御部、２００ａ 第１の制御部、２００ｂ 第２の制御部、２００ｃ 記憶部 1 power conversion device 11 current transformer 15 filter resistor 16 filter capacitor 17a to 17d semiconductor switching element 100 power conversion circuit 200 control unit 200a first control unit 200b second control unit 200c storage unit

本願に開示される電力変換装置は、半導体スイッチング素子を有した電力変換回路と、電力変換回路の入力電流を電圧に変換して検出するためのカレントトランスと、カレントトランスの二次側の出力を平滑する平滑回路と、平滑回路の出力電圧を入力として半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を制御し、半導体スイッチング素子の駆動信号のデューティー比により平滑回路の出力電圧を補正する制御部を有する電力変換装置において、制御部は、デューティー比を最小値から最大値まで変動させた際の真の入力電流と平滑回路の出力電圧とを予め取得し、真の入力電流と平滑回路の出力電圧の相関を記憶した記憶部を有しており、
真の入力電流の平滑回路の出力電圧をＶ＿ｆｌａｔ＿ｒｅａｌとし、
デューティー比が狭小の時の平滑回路の出力電圧をＶ＿ｆｌａｔとし、
現在のデューティー比をｄｕｔｙとし、
最大デューティー比をｄｕｔｙ＿ｌａｒｇｅとした場合、下記の式（１）に基づき、

Ｖ＿ｆｌａｔ＿ｒｅａｌ＝Ｖ＿ｆｌａｔ×（ｄｕｔｙ＿ｌａｒｇｅ／ｄｕｔｙ）・・・・・（１）

現在のデューティー比と最大デューティー比の比率をゲインとし、平滑回路の出力電圧にゲインを乗算して入力電流に対して補正する。

The power conversion device disclosed in the present application includes a power conversion circuit having a semiconductor switching element, a current transformer for converting an input current of the power conversion circuit into a voltage for detection, and an output on the secondary side of the current transformer. A power converter having a smoothing circuit for smoothing, and a control section for controlling a driving signal for driving a semiconductor switching element with the output voltage of the smoothing circuit as an input, and for correcting the output voltage of the smoothing circuit according to the duty ratio of the driving signal for the semiconductor switching element. In the device, the control unit acquires in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from the minimum value to the maximum value, and calculates the correlation between the true input current and the output voltage of the smoothing circuit. has a storage unit that stores
Let V_flat_real be the output voltage of the smoothing circuit for the true input current,
Let V_flat be the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is narrow,
Let the current duty ratio be duty,
When the maximum duty ratio is duty_large, based on the following formula (1),

V_flat_real=V_flat×(duty_large/duty) (1)

Using the ratio of the current duty ratio and the maximum duty ratio as a gain, the output voltage of the smoothing circuit is multiplied by the gain to correct the input current.

Claims (8)

半導体スイッチング素子を有した電力変換回路と、
前記電力変換回路の入力電流を電圧に変換して検出するためのカレントトランスと、
前記カレントトランスの二次側の出力を平滑する平滑回路と、
前記平滑回路の出力電圧を入力として前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を制御する制御部を有する電力変換装置において、
前記制御部は前記半導体スイッチング素子の前記駆動信号のデューティー比により前記平滑回路の出力電圧を補正することを特徴とする電力変換装置。 a power conversion circuit having a semiconductor switching element;
a current transformer for converting the input current of the power conversion circuit into a voltage for detection;
a smoothing circuit for smoothing the output of the secondary side of the current transformer;
In a power conversion device having a control unit that controls a drive signal that drives the semiconductor switching element with the output voltage of the smoothing circuit as an input,
The power conversion device, wherein the control unit corrects the output voltage of the smoothing circuit according to the duty ratio of the drive signal for the semiconductor switching element. 前記制御部は、前記デューティー比が予め定められたデューティー比よりも狭小である時に検出された前記入力電流を増加させる補正をすることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 2. The power conversion apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs correction to increase the detected input current when the duty ratio is narrower than a predetermined duty ratio. 前記制御部は、予め定められた前記デューティー比に対して、現在の前記デューティー比が狭小である時、検出された前記入力電流に対して増加させる補正をすることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。 3. The controller as claimed in claim 2, wherein when the current duty ratio is narrower than the predetermined duty ratio, the controller increases the detected input current. A power converter as described. 前記制御部は、予め定められた前記デューティー比に対して、現在の前記デューティー比が広大である時、検出された前記入力電流に対して減少させる補正をすることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。 3. The controller as claimed in claim 2, wherein the control unit corrects the detected input current to decrease when the present duty ratio is large with respect to the predetermined duty ratio. A power converter as described. 前記制御部は、前記デューティー比を最小値から最大値まで変動させた際の真の前記入力電流と前記平滑回路の出力電圧とを予め取得し、前記真の入力電流と前記平滑回路の出力電圧の相関を記憶する記憶部を有し、前記デューティー比が最大の場合に対する現在の前記デューティー比の比率をゲインとし、前記平滑回路の出力電圧に前記ゲインを乗算することで前記入力電流の検出値を補正することを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。 The control unit acquires in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from a minimum value to a maximum value, and obtains the true input current and the output voltage of the smoothing circuit. and a ratio of the current duty ratio to the case where the duty ratio is the maximum is used as a gain, and the output voltage of the smoothing circuit is multiplied by the gain to obtain the detection value of the input current 4. The power converter according to claim 3, wherein is corrected. 前記制御部は、前記デューティー比を最小値から最大値まで変動させた際の真の前記入力電流と前記平滑回路の出力電圧とを予め取得し、前記真の入力電流と前記平滑回路の出力電圧の相関を記憶する記憶部を有し、前記デューティー比が最小の場合に対する現在の前記デューティー比の比率をゲインとし、前記平滑回路の出力電圧に前記ゲインを乗算することで前記入力電流の検出値を補正することを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。 The control unit acquires in advance the true input current and the output voltage of the smoothing circuit when the duty ratio is varied from a minimum value to a maximum value, and obtains the true input current and the output voltage of the smoothing circuit. and a ratio of the current duty ratio to the case where the duty ratio is the minimum is used as a gain, and the output voltage of the smoothing circuit is multiplied by the gain to obtain the detection value of the input current 5. The power converter according to claim 4, wherein is corrected. 前記電力変換回路の入力電圧を検出する入力側のセンサ回路、前記電力変換回路の出力側の出力電圧を検出する出力側のセンサ回路を有し、
前記制御部は前記センサ回路により検出した入力電圧及び出力電圧から前記半導体スイッチング素子の駆動信号のデューティー比を算出し、前記デューティー比により前記平滑回路の出力電圧を補正することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 An input-side sensor circuit for detecting an input voltage of the power conversion circuit and an output-side sensor circuit for detecting an output-side output voltage of the power conversion circuit,
3. The control unit calculates the duty ratio of the drive signal for the semiconductor switching element from the input voltage and the output voltage detected by the sensor circuit, and corrects the output voltage of the smoothing circuit based on the duty ratio. 2. The power conversion device according to 1. 前記制御部は、前記半導体スイッチング素子を駆動する第１の制御部と前記入力電流を取得する第２の制御部とに分離していることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。 8. The power converter according to claim 7, wherein the control section is separated into a first control section that drives the semiconductor switching element and a second control section that acquires the input current.
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